Mechanism Associated with Kaolinite Intercalation with Urea: Combination of Infrared Spectroscopy and Molecular Dynamics Simulation Studies

高岭石 硅氧烷 插层(化学) 尿素 氢键 红外光谱学 分子动力学 化学 分子 无机化学 材料科学 化学工程 有机化学 计算化学 矿物学 工程类 聚合物
作者
Shuai Zhang,Qinfu Liu,Feng Gao,Xiaoguang Li,Cun Liu,Hui Li,Stephen A. Boyd,Cliff T. Johnston,Brian J. Teppen
出处
期刊:Journal of Physical Chemistry C [American Chemical Society]
卷期号:121 (1): 402-409 被引量:49
标识
DOI:10.1021/acs.jpcc.6b10533
摘要

Intercalation of urea in kaolinite was investigated using infrared spectroscopy and molecular dynamics simulation. Infrared spectroscopic results indicated the formation of hydrogen bonds between urea and siloxane/alumina surfaces of kaolinite. The carbonyl group (-C=O) of urea acted as H-acceptors for the hydroxyl groups on alumina surfaces. The amine group (-NH2) of urea functioned as H-donors interacting with basal oxygens on siloxane surfaces and/or the oxygens of hydroxyl groups on alumina surfaces. The H-bonds of urea formed with kaolinite surfaces calculated directly from molecular dynamics simulation was consistent with the infrared spectroscopic results. Additionally, MD simulations further provided insight into the interaction energies of urea with the kaolinite interlayer environment. The calculated interaction energies of urea molecules with kaolinite alumina and siloxane surfaces suggest that the intercalation of urea within kaolinite interlayers is energetically favorable. The interaction energy of urea with alumina surfaces was greater than that with siloxane surfaces, indicating that the alumina surface plays a primary role in the intercalation of kaolinite by urea. The siloxane surfaces function as H-acceptors to facilitate the intercalation of urea. The present study offers a direct view of the specific driving force involved in urea intercalation in kaolinite. The results obtained can help develop appropriate protocol to intercalate and delaminate clay layers for clay-based applications and products.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
CodeCraft应助zhangz采纳,获得30
1秒前
我是老大应助君故采纳,获得10
1秒前
2秒前
龙龙冲发布了新的文献求助50
2秒前
3秒前
adkdad完成签到,获得积分10
3秒前
XRQ完成签到 ,获得积分10
4秒前
小蘑菇应助maoxinnan采纳,获得10
4秒前
6秒前
小样完成签到,获得积分10
6秒前
jiajia完成签到,获得积分10
6秒前
momoni完成签到 ,获得积分10
7秒前
辛勤寻凝应助对称破缺采纳,获得10
7秒前
8秒前
Vine完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
111完成签到,获得积分10
9秒前
melody发布了新的文献求助10
10秒前
微笑的严青完成签到,获得积分10
10秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
11秒前
喏晨发布了新的文献求助30
12秒前
迷人星星发布了新的文献求助10
13秒前
111发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
14秒前
不安红豆完成签到,获得积分10
14秒前
jiayelong发布了新的文献求助10
14秒前
诚心的哈密瓜完成签到 ,获得积分10
14秒前
彩色淼淼发布了新的文献求助10
15秒前
阿超发布了新的文献求助10
15秒前
一彤完成签到,获得积分10
17秒前
藏识完成签到,获得积分10
18秒前
18秒前
18秒前
熊若宇发布了新的文献求助30
18秒前
20秒前
20秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
21秒前
LD完成签到,获得积分10
21秒前
spc68应助guo采纳,获得10
22秒前
高分求助中
2025-2031全球及中国金刚石触媒粉行业研究及十五五规划分析报告 40000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Ägyptische Geschichte der 21.–30. Dynastie 2500
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 2000
„Semitische Wissenschaften“? 1510
从k到英国情人 1500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5742464
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5408439
关于积分的说明 15345013
捐赠科研通 4883738
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2625271
邀请新用户注册赠送积分活动 1574132
关于科研通互助平台的介绍 1531071